受容体間相互作用を介した血管平滑筋APJ受容体による血管狭窄メカニズムの解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26430086
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 石田 純治 筑波大学, 生命領域学際研究センター, 講師 (30323257)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: APJ受容体 / 血管収縮 / アドレナリン受容体 / トランスジェニックマウス / ノックアウトマウス / シグナル伝達 / 受容体間相互作用

研究実績の概要

生体恒常性に正常血圧の維持は必須であり、血管の収縮制御は極めて重要である。我々は、7回膜貫通型受容体・APJに関して、血圧調節に重要な血管の平滑筋細胞でAPJを過剰発現するマウス・SMA-APJを樹立し、APJ受容体がα1アドレナリン受容体（α1-AR）と機能的に相互作用することで血管の強縮や血圧上昇、さらに心臓冠動脈の狭窄を誘導することを見出した。しかし、血管平滑筋APJのα1-ARと協調した血管異常収縮の分子メカニズムや、虚血性心疾患への役割は不明である。
血管平滑筋APJのシグナル亢進による、in vivoでの血管収縮反応を確認するため、高輝度光科学研究センター・SPring-8にてSMA-APJへのAPJリガンド投与時の心臓冠動脈の造影像を取得した。数値解析から、リガンド刺激に応じた血管径の減少等が確認され、血管平滑筋APJ活性化による血管の収縮反応を、生きたままのマウス心臓で直接証明した。また、APJとα1-ARとの機能的相互作用の分子メカニズム解明のため、培養細胞を用いて、APJとα1-ARとの分子間ダイマー形成をBi-FCアッセイにて検討した結果、両者は物理的に相互作用することが、また、APJとα1A-ARの活性化による細胞内のカルシウムレベルについての検討を行った結果、α1サブタイプ（α1A-、α1B-、α1D-AR）の中でα1A-ARが最も強く細胞内カルシウムレベルを上昇させることを突き止めた。APJ活性化による冠動脈収縮について、マイクロフィル法とα1-AR受容体の各サブタイプに対する阻害剤を用いた薬理学的アプローチを組み合わせ、SMA-APJの血管異常収縮にてα1サブタイプのα1A-ARが主にAPJとの協調的な血管収縮に重要であることが判明し、生体内での血管収縮制御におけるAPJとα1A-ARとの機能的相互作用の重要性を初めて明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Angiodysplasia in embryo lacking protein arginine methyltransferase 1 (PRMT1) in vascular endothelial cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru, T., Ishida, J., Kim, JD., Mizukami, H., Hara, K., Hashimoto, M., Yagami, KI., Sugiyama, F., and Fukamizu, A.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 161 ページ: 255-258
  • DOI: 10.1093/jb/mvw095.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hydralazine is involved in tele-methylhistamine metabolism by inhibiting monoamine oxidase B in pregnancy-associated hypertensive mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, S., Kako, K., Nagashima, Y., Kanou, A., Ishida, J., and Fukamizu, A.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 161 ページ: 155-158
  • DOI: 10.1093/jb/mvw090.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Long-Range Control of Renin Gene Expression in Tsukuba Hypertensive Mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ushiki, A., Matsuzaki, H., Ishida, J., Fukamizu, A., and Tanimoto, K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 ページ: e0166974
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0166974
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Unique pH dynamics in GABAergic synaptic vesicles illuminates the mechanism and kinetics of GABA loading. (2016)
  • 著者名/発表者名: Egashira, Y., Takase, M., Watanabe, S., Ishida, J., Fukamizu, A., Kaneko, R., Yanagawa, Y., and Takamori, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 巻: 113 ページ: 10702-10707
  • DOI: 10.1073/pnas.1604527113.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Embryonic Intra-Aortic Clusters Undergo Myeloid Differentiation Mediated by Mesonephros-Derived CSF1 in Mouse. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, T., Tanaka, Y., Kulkeaw, K., Yumine-Takai, A., Tan, KS., Nishinakamura, R., Ishida, J., Fukamizu, A., and Sugiyama, D.
  • 雑誌名: Stem Cell Review 巻: 12 ページ: 530-542
  • DOI: 10.1007/s12015-016-9668-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lactation is a Risk Factor of Postpartum Heart Failure in Mice with Cardiomyocyte-specific Apelin Receptor (APJ) Overexpression. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murata, K., Ishida, J., Ishimaru, T., Mizukami, H., Hamada, J., Saito, C., and Fukamizu, A.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 291 ページ: 11241-11251
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.699009
  • 査読あり
• [図書] 実験医学別冊、マウス表現型解析スタンダード、循環器系の表現型解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石田純治、水上早瀬、権哲源、深水昭吉
  • 総ページ数: 351
  • 出版者: 羊土社